城市熱力供暖系統(tǒng)中的換熱站和供暖管網(wǎng)是熱源與各個(gè)用戶(hù)相連接的重要環(huán)節(jié)，在整個(gè)系統(tǒng)中起著舉足輕重的作用。在熱力管道工程中，供熱管網(wǎng)分為一次網(wǎng)和二次網(wǎng)。一次網(wǎng)通常指的是由熱源至各個(gè)換熱站的熱力主干管線，而連接換熱站與各個(gè)用戶(hù)之間的管網(wǎng)稱(chēng)為二次網(wǎng)。換熱站又稱(chēng)為熱力站，按照其供熱形式分為直供站和間供站。本文所述的換熱站為間供站，是供暖系統(tǒng)中連接一次網(wǎng)與二次網(wǎng)的重要樞紐，內(nèi)部配有板式換熱器，廣一離心泵，補(bǔ)水泵，一、二次線除污器，水箱，軟化水設(shè)施，各種計(jì)量表，控制閥門(mén)以及系統(tǒng)控制器等設(shè)備，它的作用是將熱力主干管線(一次網(wǎng))所輸送來(lái)的熱蒸汽進(jìn)行調(diào)節(jié)、熱量交換，根據(jù)需要配分至各個(gè)用戶(hù)，并保證供熱系統(tǒng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

大學(xué)供暖網(wǎng)是由教學(xué)低區(qū)、教學(xué)高層專(zhuān)區(qū)和教職工家屬區(qū)三部分組成(基礎(chǔ)教學(xué)大樓采取地?zé)峁┡?，所需供熱總面積約為25萬(wàn)平方米。學(xué)校換熱站內(nèi)的設(shè)備主要包括7臺(tái)汽一水板式換熱器、6臺(tái)ISWR臥式離心式循環(huán)水泵、6臺(tái)立式管道補(bǔ)水泵、供暖自動(dòng)控制器、熱水儲(chǔ)水箱、軟化水處理器、補(bǔ)水箱、調(diào)節(jié)閥門(mén)、供熱系統(tǒng)參數(shù)調(diào)節(jié)和檢測(cè)儀表以及防生銹和防結(jié)垢的設(shè)備等。其中的3臺(tái)汽一水板式換熱器、2臺(tái)ISWR臥式廣一離心泵、2臺(tái)立式管道補(bǔ)水泵承擔(dān)教學(xué)低區(qū)東、南、西三條供暖干線的熱水供給，負(fù)責(zé)對(duì)學(xué)校教學(xué)區(qū)內(nèi)的教學(xué)樓、辦公樓、學(xué)生食堂、學(xué)生公寓、校醫(yī)院、工程實(shí)驗(yàn)樓、學(xué)校大禮堂以及應(yīng)急保障中心等建筑供暖。教學(xué)高層專(zhuān)區(qū)是學(xué)校高層建筑7層以上(包括第7層)的供暖區(qū)域，需要比正常供暖區(qū)域更高的供水壓力，因此高層專(zhuān)區(qū)要由單獨(dú)一組汽一水板式換熱器、循環(huán)水泵、立式管道補(bǔ)水泵等設(shè)備專(zhuān)門(mén)為其提供供暖。其余的2臺(tái)汽一水板式換熱器、2臺(tái)循環(huán)水泵和2臺(tái)管道補(bǔ)水泵為包括研究生公寓在內(nèi)的教職工家屬區(qū)供暖。

由于供暖系統(tǒng)要在整個(gè)供暖期內(nèi)保持不間斷地長(zhǎng)期運(yùn)行，循環(huán)水泵的電力能耗大小也與運(yùn)行成本有著密切的聯(lián)系。在學(xué)校集中供暖系統(tǒng)中，廣一化工泵型號(hào)的選擇是按照校園建筑供暖區(qū)域最大規(guī)劃面積來(lái)決定的，而在整個(gè)供暖期內(nèi)實(shí)際的供暖區(qū)域面積會(huì)經(jīng)常發(fā)生變化(例如學(xué)校的辦公樓、教學(xué)樓等建筑在教學(xué)時(shí)期的非工作和學(xué)習(xí)時(shí)間內(nèi)，供暖熱水溫度流量可降至最低額度。在無(wú)人工作、居住的寒假期間，學(xué)生公寓可采取同樣的供暖方案，保持供暖最低額度以防止建筑物內(nèi)的供暖設(shè)施凍壞)。

應(yīng)用現(xiàn)代交流調(diào)速技術(shù)，廣一水泵廠通過(guò)變頻器對(duì)供暖循環(huán)泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)控，從而調(diào)節(jié)二次管網(wǎng)內(nèi)供暖熱水的流量和壓力適宜，這樣使得水循環(huán)設(shè)備在供暖時(shí)期不必全天候滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行，既節(jié)約了電力能耗，降低供暖成本，又能減少供暖管道滲漏現(xiàn)象發(fā)生，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。變頻調(diào)速原理如公式所示。

P=Kn3

使用變頻器對(duì)循環(huán)泵的調(diào)速節(jié)電效果是顯著的。例如，在一天中戶(hù)外環(huán)境溫度較高的時(shí)段內(nèi)，供暖系統(tǒng)中的熱水流量可以相對(duì)減少，如果相應(yīng)的循環(huán)泵電機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速將至原先轉(zhuǎn)速的90%，根據(jù)變頻調(diào)速原理公式1可知，0.93-0.73這樣循環(huán)泵電機(jī)能耗是原來(lái)能耗的73%，以期節(jié)電27%。

在集中供暖中，由供暖控制器、變頻循環(huán)泵和壓力傳感器構(gòu)成閉環(huán)供、回水壓差控制系統(tǒng)。在供暖系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)行后，壓力傳感器將采集到的供、回水的壓差參數(shù)值傳回供暖控制器，供暖控制器根據(jù)供、回水的實(shí)際壓力差和設(shè)定的壓差向循環(huán)泵變頻器發(fā)出控制信號(hào)，控制變頻器的輸出電源頻率來(lái)改變廣一離心泵的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而二次管網(wǎng)內(nèi)供、回水壓差進(jìn)行調(diào)控。供回水壓差閉環(huán)控制原理(如圖1所示)，圖中R為設(shè)定值，O為系統(tǒng)輸出。

一般來(lái)說(shuō)，供暖系統(tǒng)循環(huán)水泵轉(zhuǎn)速加快則循環(huán)水的壓力也要隨之升高。如果系統(tǒng)壓力過(guò)大，供暖管網(wǎng)就會(huì)出現(xiàn)跑水、漏水等現(xiàn)象，這會(huì)使供暖管網(wǎng)一些地方得不到正常的供暖壓力，造成系統(tǒng)“竄氣”。另外由于熱脹冷縮因素，在供暖設(shè)備啟停時(shí)的供水溫度變化會(huì)引起水的體積發(fā)生變化，從而引起導(dǎo)致管網(wǎng)壓力的不穩(wěn)定。因此，在供暖系統(tǒng)運(yùn)行中，循環(huán)水泵不能長(zhǎng)時(shí)間高轉(zhuǎn)速，而且還需要對(duì)供暖系統(tǒng)及時(shí)進(jìn)行定壓操作。但系統(tǒng)定壓控制是“補(bǔ)涼水，放熱水”的補(bǔ)水、泄壓操作，從安全和節(jié)能的角度考慮，應(yīng)該盡可能少地執(zhí)行供暖系統(tǒng)的補(bǔ)水泄壓動(dòng)作，更要杜絕邊補(bǔ)邊泄的現(xiàn)象發(fā)生。廣一水泵廠設(shè)計(jì)根據(jù)學(xué)校供暖的實(shí)際狀況，通過(guò)供暖控制器S7-300PLC并采用Pang-Pang控制方法對(duì)換熱站內(nèi)的立式管道補(bǔ)水泵進(jìn)行控制，及時(shí)為供暖系統(tǒng)補(bǔ)水。在S7-300PLC控制器內(nèi)預(yù)先設(shè)定好補(bǔ)水泵的啟動(dòng)和停止的壓力值，利用壓力傳感器將測(cè)量到的恒壓點(diǎn)壓力傳回57-300PLC。如果S7-300PLC判定傳回的壓力值達(dá)到補(bǔ)水泵的啟動(dòng)壓力時(shí)，就向補(bǔ)水泵發(fā)出啟動(dòng)指令，開(kāi)始補(bǔ)水操作。當(dāng)57-300判定壓力傳感器傳回的壓力值己到達(dá)補(bǔ)水泵的停止壓力值時(shí)，就停止補(bǔ)水泵的補(bǔ)水作業(yè)。補(bǔ)水壓力的恒壓點(diǎn)設(shè)置在各供暖干線的二次網(wǎng)回水管處，通過(guò)壓力傳感器的測(cè)量，供暖控制器能夠及時(shí)準(zhǔn)確地對(duì)補(bǔ)水泵進(jìn)行補(bǔ)水操作，確保恒壓點(diǎn)的壓力恒定。

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